Spēcīgi kraterēta Mēness virsma, bombardējot asteroīdus. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Embrionālo planētu sadursmes ar kritiskām darbībām Saules sistēmas agrīnās vēstures kritiskajā periodā var būt saistītas ar dažām iepriekš neizskaidrojamām planētu, asteroīdu un meteorītu īpašībām, saskaņā ar Kalifornijas universitātes Santakrusas pētnieku aprakstītiem pētniekiem, kuri aprakstīja viņu atradumi žurnāla Nature 12. janvāra numurā.
Četras “sauszemes” jeb klinšainās planētas (Zeme, Marss, Venēra un Merkurs) ir sākotnējā perioda, kas ilgst desmitiem miljonu gadu, rezultāts vardarbīgām sadursmēm starp dažāda lieluma planētu ķermeņiem. Zinātnieki lielākoties ir apsvēruši šos notikumus jauna materiāla uzkrāšanās un citas ietekmes ziņā uz skarto planētu, savukārt triecienelementam ir pievērsta maz uzmanības. (Pēc definīcijas triecienelements ir mazāks no diviem sadurstošiem ķermeņiem.)
Bet, kad planētas saduras, tās ne vienmēr turas kopā. Aptuveni pusi laika planētas izmēra triecienelements, kas trāps citā planētas lieluma ķermenī, atleks, un šīm notikušajām sadursmēm ir krasas sekas uz triecienelektroni, sacīja Ēriks Asfaugs, UCSC Zemes zinātņu asociētais profesors un pirmais autors. raksts par dabu.
"Jūs galu galā atrodaties ar planētām, kas atstāj nozieguma vietu ļoti atšķirīgi no ierašanās - tās var zaudēt atmosfēru, garoza, pat mantiju vai arī tās var sagraut mazāku priekšmetu ģimenē," sacīja Asfaugs. .
Šo izjaukto triecienelementu paliekas var atrast visā asteroīda joslā un starp meteorītiem, kas ir citu planētas ķermeņu fragmenti, kas nolaidušies uz Zemes, viņš sacīja. Iespējams, ka pat planēta Dzīvsudrabs bija spēcīgs triecienelements, kura lielākā daļa ārējo slāņu tika noņemti, atstājot tai relatīvi lielu serdi un plānu garozu un apvalku, sacīja Asfaugs. Viņš tomēr sacīja, ka šis scenārijs joprojām ir spekulatīvs un prasa papildu izpēti.
Asfaugs un pēcdoktorantūras pētnieks Kreigs Agnors izmantoja jaudīgus datorus, lai veiktu virkni scenāriju, sākot no ganībām un beidzot ar tiešiem trāpījumiem starp salīdzināma izmēra planētām. Koautors Kventins Viljamss, UCSC Zemes zinātņu profesors, analizēja šo simulāciju rezultātus attiecībā uz to ietekmi uz atlikušo objektu sastāvu un galīgo stāvokli.
Pētnieki atklāja, ka pat ciešas tikšanās, kurās abi objekti faktiski nesaskaras, var nopietni ietekmēt mazāko objektu.
"Kad divi masīvi objekti iet viens otram blakus, gravitācijas spēki izraisa dramatiskas fiziskas izmaiņas - dekompresējot, izkausējot, materiālus noņemot un pat iznīcinot mazāku priekšmetu," sacīja Viljamss. "Ar Saules sistēmas objektiem var paveikt daudz fizikas un ķīmijas, pat tos nepieskarot."
Planēta izdara milzīgu spiedienu uz sevi, izmantojot paš gravitācijas spēkus, bet tuvāk ejoša lielāka objekta gravitācijas vilkšana var izraisīt šī spiediena kritušo kritumu. Šīs spiediena samazināšanas sekas var būt eksplozīvas, sacīja Viljamss.
"Tas ir tāpat kā pasaules gāzētākā dzēriena atdalīšana," viņš teica. “Tas, kas notiek, kad planēta tiek dekompresēta par 50 procentiem, ir kaut kas tāds, ko šajā posmā mēs ļoti labi nesaprotam, taču tas visā vietā var pārvietot ķīmiju un fiziku, radot materiālu sarežģītību, kas ļoti labi varētu ņemt vērā neviendabīgumu mēs redzam meteorītos. ”
Tiek uzskatīts, ka sauszemes planētu veidošanās ir sākusies ar saudzīgas akācijas fāzi, kas atrodas ap Sauli gāzes un putekļu diskā. Embrionālās planētas aplēja lielu daļu materiāla ap tām, līdz iekšējā Saules sistēma mitinājās apmēram 100 Mēness lieluma uz Marsa lieluma planētām, sacīja Asfaugs. Pēc gravitācijas mijiedarbības savā starpā un ar Jupiteru šie protoplaneti izmeta no to riņķveida orbītām, aizsākot milzu triecienu laikmetu, kas, iespējams, ilga no 30 līdz 50 miljoniem gadu, viņš sacīja.
Zinātnieki ir izmantojuši datorus, lai simulētu sauszemes planētu veidošanos no simtiem mazāku ķermeņu, taču lielākajā daļā šo simulāciju ir pieņemts, ka planētu sadursmes gadījumā tās pielīp, sacīja Asfaugs.
"Mēs vienmēr esam zinājuši, ka tas ir tuvinājums, bet planētām faktiski nav viegli saplūst," viņš teica. "Mūsu aprēķini rāda, ka viņiem ir jāvirzās diezgan lēni un jāsit gandrīz ar galvu, lai sakristu."
Planētai ir viegli piesaistīt un uzkrāt daudz mazāku priekšmetu nekā pati. Milzīgos triecienos starp planētas lieluma ķermeņiem triecienelements pēc izmēra ir salīdzināms ar mērķi. Gadījumā, ja Marsa izmēra triecienelektors trāpa zemes lieluma mērķī, triecienelementam būtu viena desmitā daļa masas, bet pilnībā puse Zemes diametra, sacīja Asfaugs.
“Iedomājieties, ka divas planētas saduras, viena puse ir tikpat liela kā otra, tipiskā trieciena leņķī 45 grādi. Apmēram puse no mazākās planētas patiesībā nešķērso lielāko planētu, bet otra puse ir apturēta mirusi savās sliedēs, ”sacīja Asfaugs. “Tātad notiek milzīga cirpšana, un tad jums ir neticami spēcīgi plūdmaiņas spēki, kas darbojas tuvu attālumos. Kombinācija darbojas, lai atdalītu mazāko planētu pat tad, kad tā aiziet, tāpēc smagākajos gadījumos triecienelements zaudē lielu daļu no mantijas, nemaz nerunājot par atmosfēru un garoza. ”
Pēc Agnora domām, visa planētas veidošanās problēma ir ļoti sarežģīta, un, lai izprastu sadrumstalotības sadursmju lomu, būs jāveic turpmāki pētījumi. Pārbaudot planētu sadursmes no triecienelementa skatupunkta, UCSC pētnieki tomēr ir identificējuši fiziskos mehānismus, kas var izskaidrot daudzas mīklainas asteroīdu iezīmes.
Sadursmes ar iedarbību un palaišanu var radīt plašu klāstu dažādu veidu asteroīdu, sacīja Viljamss. "Daži asteroīdi izskatās kā mazas planētas, nav ļoti traucēti, un spektra otrajā galā ir tādi, kas kosmosā izskatās kā dzelzs bagāti suņu kauli," viņš teica. “Šis ir mehānisms, kas var noņemt dažādu daudzumu akmeņainā materiāla, kas veido garoza un mantijas. Kas atpaliek, var svārstīties no dzelzs bagāta serdeņa līdz veselam maisījumu komplektam ar dažādu daudzumu silikātu. ”
Viena no asteroīdu jostas mīklām ir pierādījumi par plašu asteroīdu kušanu visā pasaulē. Trieciena sildīšana nav efektīva, jo tā lokāli nogādā siltumu. Nav skaidrs, kas varētu pārvērst asteroīdu par lielu izkusušu lāsi, taču spiediena samazināšana, veicot sadursmi ar triecienu, varētu to paveikt, sacīja Asfaugs.
"Ja spiediens pazeminās divas reizes, jūs varat pāriet no kaut kas tikai karsta uz kaut ko izkausētu," viņš teica.
Spiediena samazināšana var arī uzvārīt ūdeni un izdalīt gāzes, kas izskaidro, kāpēc daudzos diferencētajos meteorītos parasti nav ūdens un citu gaistošu vielu. Šie un citi procesi, kas saistīti ar sadursmēm un izpildīšanu, būtu jāpēta sīkāk, sacīja Asfaugs.
"Tas ir jauns planētas evolūcijas un asteroīdu veidošanās mehānisms, un tas ierosina daudz interesantu scenāriju, kas prasa turpmāku izpēti," viņš teica.
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
